Технология функциональных продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

набухаемость, индекс растворимости), методы их определения, дать их сравнительную характеристику.

Сырье: белковые препараты животного и растительного происхождения.

Посуда, приборы и материалы: сетчатый стакан из не-

ржавеющей стали; пипетки Мора на 5, 10 см3; стеклянные палочки; центрифужные пробирки; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; центрифуга с частотой вращения1000 – 1200 мин-1; лабораторный гомогенизатор.

Реактивы: растворы нейтрального красного или метилового зеленого; вода дистиллированная.

Теоретические сведения

Под функциональными свойствами пищевых белков понимают их физико-химические характеристики, определяющие поведение белков при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства.

К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся: растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии); гелеобразование; способность к текстурированию, адгезионные и реологические свойства.

Белки с высокими функциональными свойствами хорошо растворяются в воде, образуют прочные гели, стабильные эмульсии и пены.

Растворимость характеризуется показателями КРА(коэффициент растворения азота) или КДБ (коэффициент диспергирования белка), которые определяются соответственно количеством азота или белка, перешедших в раствор, в процентах от общего содержания азота или белка в продукте. Растворимость в наибольшей степени зависит от присутствия нековалентных взаимодействий: гидрофобных, электростатических и водородных связей.

Различают среднюю и относительную гидрофобность.

21

использовании белков в качестве обогатителей, наполнителей (разбавителей) и функциональных ингредиентов.

Водосвязывающая способность белков характеризуется адсорбцией воды при участии гидрофильных остатков аминокислот. При невысокой влажности образуется мономолекулярный слой, при высокой – вокруг глобул белка формируется многослойная структура с одновременным проникновением воды во впадины и выступы. Высокая водосвязывающая способность белков увеличивает выход, удлиняет сроки хранения и улучшает текстуру готовой продукции.

Жиросвязывающую способность белки проявляют в- ре зультате адсорбции жира за счет гидрофобных остатков аминокислот. Высокая жиросвязывающая способность белков обеспечивает нежную и однородную текстуру изделий, исключает отделение жира, сморщивание изделий, уменьшает потери при варке.

Способность белков удерживать жир и воду зависит от аминокислотного состава, способа обработки, рН среды, температуры, присутствия углеводов, липидов и других белков.

Отличительным свойством некоторых пищевых белков является низкий уровень полярности функциональных групп. Молекулы воды, окружая частицы белков, отталкиваются, а молекулы белков, наоборот, агрегируются с образованием комплексов с присущими им реологическими свойствами: вязкость, эластичность, упругость.

Порядок выполнения работы

1. Определение водосвязывающей способности белковых продуктов

Водосвязывающая способность определяется при помощи сетчатого стакана из нержавеющей стали(диаметр отверстий сетки 1,5 мм, количество отверстий на 1 см2 10 – 20). Во избежание потерь продукта дно и стенки сетки закрываются фильтровальной бумагой. Стакан смачивается водой и, через 20 мин после ее истечения, взвешивается. Затем в стакан помещается2 г исследуемого продукта. Стакан с содержимым вновь погружается

23

в воду на 20 мин и взвешивается. Предварительно стенки и дно стакана протирают фильтровальной бумагой.

Водосвязывающая способность вычисляется в процентах как отношение массы продукта после замачивания к массе продукта до замачивания.

2. Определение жиросвязывающей способности белковых продуктов

Жиросвязывающая способность определяется аналогично водосвязывающей способности, но погружение стакана (как пустого, так и с навеской) осуществляется в подсолнечное масло.

Жиросвязывающая способность вычисляется в процентах как отношение массы продукта после погружения в масло к массе продукта до погружения.

3. Определение набухаемости белковых продуктов

Белковый продукт массой навески(3±0,01) г помещается в центрифужнуюпробирку вместимостью 50 – 100 см3. Затем туда добавляется 15 см3 дистиллированной воды при комнатной температуре (20±5)°С и после перемешивания выдерживается60 мин. После выдержки проводится центрифугирование в течение 5 мин при частоте вращения1000 мин-1. Центрифугат сливается, а в осадке определяется содержание влаги.

Набухаемость продукта а, %, определяется по формуле

а = (m – m0)·100,

гдеm0 – масса навески сухого продукта, г; m – масса продукта после набухания, г.

Масса продукта после набуханияm, г, вычисляется по формуле

m = m0 (100-В)/(100-В1),

где В – массовая доля влаги в сухом продукте, %; В1 – массовая доля влаги в набухшем продукте, %.

24

4. Определение индекса растворимости сухих белковых продуктов

Навеска продукта массой 1,25 г количественно переносится в центрифужную пробирку, добавляется 4 – 5 см3 горячей воды температурой 65 – 70 °С, тщательно растирается стеклянной палочкой до получения однородной массы. Палочка ополаскивается небольшим количеством воды в пробирку. Затем в пробирку добавляется вода до 10 см3 и 2 – 3 капли краски нейтрального красного или метилового зеленого.

Пробирка закрывается пробкой, взбалтывается и центрифугируется при частоте вращения 1000 мин-1 в течение 5 мин. Производится отсчет объема осадка. При неровном размещении осадка отсчет производится по средней линии между верхним и нижним положением.

Индекс растворимости сухих белковых продуктов определяется в сантиметрах кубических сырого осадка. При этом 0,1 см3 сырого осадка соответствует 1 % нерастворимого осадка белкового продукта.

5. Определение эмульгирующей способности белковых продуктов

Для приготовления эмульсий используются растворы белковых продуктов с массовой долей белка 1 % и дезодорированное подсолнечное масло. Готовится серия эмульсий с содержанием жировой фазы от 10 до 80 %. Эмульгирование производится на лабораторном гомогенизаторе с частотой вращения3000 мин-1 при скорости добавления масла1 капля в секунду. После добавления заданного объема масла перемешивание продолжается в течение 1 мин. Полученная эмульсия с помощью шприца разливается в пробирки (диаметром 5 мм и высотой 100 мм) и термостатируется при 85 °С в течение 20 мин. Далее пробирки охлаждаются проточной водой и центрифугируются в течение20 мин при частоте вращения 6000 мин-1.

25

Критерием стабильности эмульсий при исходном соотношении жировой и водной фаз служит отношение высоты эмульсионного слоя, к общей высоте (в % по объему).

На основании полученных результатов строятся диаграммы стабильности эмульсии в осях: исходная объемная доля жировой фазы – соотношение объемов фаз в процентах.

Полученные результаты оформляют в виде таблицы.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Дайте определение функциональным свойствам пищевых

белков.

2.Перечислите факторы, влияющие на функциональные свойства белков.

3.Какова роль функциональных свойств белков в технологических процессах производства пищевых продуктов?

4.Какие физико-химические и химические превращения претерпевают белки в технологическом процессе производства пищевых продуктов?

5.Какие методы определения функциональных свойств белковых продуктов существуют?

Лабораторная работа № 4. ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ И МАСЕЛ

(ОПК-2, ОПК-3, ПКв-2)

Цель работы: ознакомиться с методами определения фи- зико-химических показателей – температурой плавления, числом рефракции, йодным, кислотным и перекисным числами; произве-

26

сти сравнительный анализ качества и натуральности пищевых жиров и масел.

Сырье: сливочное масло, растительные жиры и масла.

Посуда, приборы и материалы: стаканы стеклянные тер-

мостойкие; колбы конические вместимостью 100 и 400 см3; пипетки Мора на 5; 10 см3; мерный цилиндр; стеклянные палочки; бумага фильтровальная; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; рефрактометр.

Реактивы:раствор с массовой долей этанола 96 %; спиртового раствора йода с концентрацией0,2 моль/дм3;раствор тиосульфата натрия с концентрацией0,1 моль/дм3;водный раствор крахмала с массовой долей 1 %; нейтрализованная смесь этанола и этилового эфира в соотношении1 : 2; спиртовой раствор фенолфталеина с массовой долей 1 %; спиртовой раствор гидроксида калия молярной концентрацией 0,1 моль/дм3;вода дистиллированная.

Теоретические сведения

Липиды широко распространены в природе и вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ живой клетки. Они относятся к важным компонентам пищи, используются при получении разнообразных продуктов питания, определяя их энергетическую, пищевую ценность, биологическую эффективность и вкусовые достоинства.

По химическому строению липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидной связей. В состав пищевых жиров входят, главным образом, триацилглицерины, диацилглицерины и моноацилглицерины.

Жирнокислотный состав растительных масел и животных жиров, а также процессы, происходящие в них при хранении и переработке, характеризуются различными физико-химическими показателями.

Как факторы регулирования производственных процессов и количественные показатели определенных фракций триацилглицеринов широко используются следующие числа жиров: темпе-

27

ратура плавления, числа рефракции, Рейхерта-Мейсля, Поленске и йодное число (табл. 1).

Температурой плавления жира называется температура, при которой жир переходит из твердого состояния в жидкое. Поскольку натуральные жиры представляют смеси триацилглицеринов, имеющие различные температуры плавления, переход их в жидкое состояние происходит в пределах некоторого интервала температур.

28

Температура плавления зависит от ацилглицеринового и жирнокислотного состава жиров. У насыщенных жирных кислот температура плавления возрастает с увеличением молекулярной массы. У ненасыщенных жирных кислот на температуру плавления оказывают влияние наличие двойных связей, их положение в углеродной цепи и стереоконфигурация молекулы.

Число рефракции соответствует величине преломления лучей света в молочном жире. Оно зависит от содержания в жире ненасыщенных триглицеридов, определяют его с помощью рефрактометра при 40 °С, так как при этой температуре все составные части жира находятся в жидкой форме.

Йодное число, так называемый коэффициент непредельности, показывает, сколько граммов йода требуется для полного насыщения жира, т. е. степень ненасыщенности. Оно выражается в процентах йода, эквивалентного галогену, присоединяющемуся

к100 г жира.

Впроцессе хранения жира может происходить его гидролиз под действием ферментов, микроорганизмов, высоких температур, влажности, света и других факторов.

Высокие температуры и действие света способствуют активации сложноэфирных связей в ацилглицеринах, а наличие влаги – развитию микроорганизмов. В результате гидролиза освобождаются свободные жирные кислоты, содержание которых контролируется с помощью кислотного числа.

Кислотное число выражается в количестве миллиграммов гидроксида калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла или жира. Кислотное число является одним из качественных показателей, характеризующих степень свежести жира, и регламентируется государственными стандартами на все виды пищевых масел и жиров.

Количество свободных жирных кислот в жире непостоянно и зависит от качества жирового сырья, способов получения масел и жиров, длительности и условий хранения и других факторов.

Жиры и масла легко окисляются кислородом воздуха. Согласно современной теории о механизме окисления жиров

29

первичными продуктами окисления являются пероксиды и гидропероксиды, в результате дальнейших превращений которых образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепочкой различной длины, а также их производные, в частности, продукты полимеризации. Скорость, направление и глубина окисления зависят от состава жиров и масел: с увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав глицеридов, скорость окисления возрастает. Окислительные процессы в жирах катализируются присутствием влаги, следов металлов, кислородом воздуха. Накопление продуктов окисления в жирах ухудшает их органолептические свойства и снижает пищевую ценность.

О содержании пероксидных соединений в жире судят по перекисному числу, которое выражают в миллимолях активного кислорода на 1000 г жира, или в процентах йода, выделившегося при взаимодействии активного пероксидного или гидропероксидного кислорода с йодистоводородной кислотой.

Порядок выполнения работы

1. Определение числа рефракции

Подготовка пробы молочного жира. Сливочное масло в стакане помещают в термостат с температурой50 – 60 °С. Когда масло расплавится и плазма осядет на дно, жир осторожно отделяют и фильтруют через сухой бумажный фильтр в том же термостате.

3-4 капли подготовленной пробы молочного жира наносят на призму рефрактометра так, чтобы пространство между призмами было заполнено. Исследования проводят на универсальном рефрактометре с применением контролируемого термостатирования. Измерения показателя преломления молочного жира проводят при температуре 40 °С. Зная показатель преломления молочного жира, можно сделать пересчёт его на величину числа рефракции, пользуясь табл. 2.

30